Targowisko korepetycji  |  Zadania z olimpiad i konkursów!  |  Olimpiada fizyczna 2014/2015
Ars Physica Zamkor
  •  FAQ  •   Szukaj  •   Użytkownicy  •   Grupy  •  Rejestracja  •   Zaloguj


Poprzedni temat :: Następny temat
Brak przyczyny co jej nie ma?
Autor Wiadomość
Morgotheron 


Wiek: 23
Posty: 9
Wysłany: 2017-03-07, 14:51   Brak przyczyny co jej nie ma?

Mam pytanie, bo nam gość z Filozofii gadał o łańcuchach przyczynowoskutkowych i że w mechanice relatywistycznej i tej zwykłej wszystko ma przeczynę i skutek, a w mechanice kwantowej niekoniecznie i twierdził, że Einstein się nie mógł z tym pogodzić. Więc czy moglibyście mi powiedzieć co w mechanice kwantowej nie ma przyczyny lub nie jest w tym łańcuchu przyczynowo-skutkowym i podać jakiś artykuł albo wytłumaczyć (coś łatwego, bo jestem na poziomie z Fizyki tak gdzieś szkoła średnia poziom rozszerzony).

Czemu w mechanice kwantowej jest problem z tą przyczyną? A może ona jest tylko jej nie dostrzegamy?
 
   
krk.korki 


Pomógł: 791 razy
Wiek: 32
Posty: 5787
Wysłany: 2017-03-07, 16:56   

nie ma związku przyczynowo-skutkowego bo cała MK jest oparta na prawdopodobieństwie. W zwykłej mechanice to że rzucisz piłkę w górę (zrobisz A) oznacza że spadnie (stanie się B). Masz prawa, które określają jak działa świat i jeśli znasz stan początkowy jakiegoś układu, możesz policzyć jak ten układ będzie wyglądał za X czasu.
W mechanice kwantowej nie ma takiego związku pomiędzy A i B, wystąpienie jednego zmienia tylko prawdopodobieństwo drugiego. Możesz oszacować jak najprawdopodobniej będzie wyglądał układ za jakiś czas, ale nigdy nie masz pewności. Nie zauważasz tych niuansów statystycznych dlatego, że dla dużej ilości cząstek masz zachowanie odpowiadające średniemu zachowaniu pojedynczej.
_________________
PW oraz gg tylko w sprawie korepetycji
 
 
   
Morgotheron 


Wiek: 23
Posty: 9
Wysłany: 2017-03-08, 23:31   

Ale gdybyśmy znali wszystkie parametry najmniejszych cząstek świata oczywiście teoretycznie (wiadomo, że jest to praktycznie niemożliwie) to dlaczego nie? Nawet ta cała zasada nieoznaczoności Heisenberga "Jak chcesz sprawdzić gdzie jest elektron to musisz go zobaczyć (czyli przynajmniej jeden foton musi się od niego odbić) a to odbicie zmienia pęd elektronu. Inne sposoby wykrywania też oddziałują na cząstkę."

Chodzi mi o to, że nie jesteśmy tego badać w kategorii przyczyna skutek, ale to nie znaczy, że nie występuje. Rozpatrujemy to jako prawdopodobieństwo, ale nawet rzucając monetą można wiedzieć czy wypadnie orzeł czy reszka, znając wszystkie parametry, ale tak wszystkie (z jaką siłą, pod jakim kątem została rzucona itd, jaki był ruch każdej cząsteczki powietrza wokół. Gdybyśmy znali parametry elektronu i fotonu, jak leci itp, z jaką prędkością, to dlaczego nie możnaby określić?

Tu musi być przyczyna i skutek nawet losowy rzut monetą, zależy od tego jak rzucimy, jaki będzie wiatr, więc gdybyśmy byli istotą wszechwiedzącą dlaczego nie moglibyśmy tego wiedzieć.
 
   
AiDi 
fizyk teoretyk


Pomógł: 66 razy
Wiek: 26
Posty: 1009
Wysłany: 2017-03-09, 09:04   

Myślisz o fotonach i elektronach klasycznie. Nie można określić w sensowny sposób toru ruchu elektronów. To nie kwestia braku danych. Ba - dla bezmasowych cząstek o spinie większym lub równym 1 (np. dla fotonów) nie da się określić w sensowny sposób operatora położenia (tylko to już podpada pod kwantową teorię pola, a nie mechanikę kwantową). Tak samo nie ma sposobu obejścia zasady nieoznaczoności, bo to nie kwestia naszych niewiadomych. Nie wyprowadza się jej z braku informacji, wyprowadza się z faktu niekomutowania pewnych par obserwabli.

Co swoją drogą rozumiecie przez brak związku przyczynowo-skutkowego? Teorie kwantowe są probabilistyczne, ale rozkłady prawdopodobieństwa określamy tak samo dokładnie jak inne rzeczy w mechanice klasycznej.

Cytat:
więc gdybyśmy byli istotą wszechwiedzącą dlaczego nie moglibyśmy tego wiedzieć.


Ale nie sprowadzajmy dyskusji nt fizyki do takich rzeczy, które są nierealizowalne ani praktycznie ani teoretycznie. Doświadczenia i przykłady myślowe mają konkretny schemat redagowania, to nie jest tak, że można sobie wymyślać co Ci się żywnie podoba ;)
 
   
krk.korki 


Pomógł: 791 razy
Wiek: 32
Posty: 5787
Wysłany: 2017-03-09, 10:00   

To że tobie się wydaje że świat jest deterministyczny i wystarczy znać stan początkowy żeby poznać stan końcowy, to nie znaczy że tak jest na prawdę. W rzeczywistości tak nie jest i światem rządzi prawdopodobieństwo. Normalnie tego nie widać, tylko w mikroskali. To że możesz przewidzieć, że w rzucie monetą na 99,9999% wypadnie orzeł to super, graniczy to z pewnością. Ale jak masz duuużo cząstek to któraś się zachowa niezgodnie z tym co sobie zakładasz.

Podobnie jest z rozpadem promieniotwórczym. Masz jądro - dokładnie określone, wiesz co to za jądro. Wiesz że ma 50% szansy aby się rozpaść w przeciągu 2 dni. Ale nie możesz przewidzieć ile mu zajmie taki rozpad - może to być 2 dni, może być 2 tygodnie, możesz tylko wyznaczyć średni czas. Ale z drugiej strony jak masz miliard takich jąder, to z powodzeniem możesz przewidzieć, że za 2 dni będziesz miał około pół miliarda - tak działa statystyka.
_________________
PW oraz gg tylko w sprawie korepetycji
 
 
   
Morgotheron 


Wiek: 23
Posty: 9
Wysłany: 2017-03-14, 15:05   

Przemyślałem to co powiedzieliście. Zastanawiałem się nad powodem odrzucenia świata w 100% deterministycznego. Doszedłem do wniosku i mam do was pytanie. Czy zgadzacie się z takim stwierdzeniem: nieskończoność odrzuca, neguje przyczynowość. Spójrzmy na pojedynczą cząsteczkę tlenu. Jej stan, położenie, sposób w jaki się porusza nie można do końca przewidzieć, ponieważ jeśli świat jest nieskończony, to działa na nią nieskończenie wiele czynników. Jeśli działa na nią nieskończenie wiele czynników, nie jesteśmy w stanie nic przewidzieć. Można powiedzieć, że tak przyczyny, większości rzeczy to wysokie prawdopodobieństwa wydarzenia się czegoś.

Dochodzę do pewnego wniosku:
świat skończony - jest 100% deterministyczny
świat nieskończony - nie jest deterministyczny jest przypadkowy.

Dlaczego? W świecie skończonym, gdy mamy skończony zbiór elementów, możemy wnioskować o zbiorze, przewidywać co może się zdarzyć, gdyż znamy każdy z poszczególnych czynników. Prosty przykład świata skończonego: dwie kule zamknięte w sześcianie. O określonej masie i początkowych prędkościach. Jest to układ izolowany. Znając stan każdej z kul możemy przewidzieć co się stanie po jakimś tam czasie. Oczywiście wszechświat skończony jest bardziej złożony, ale znając wszystkie elementy też moglibyśmy wnioskować.

Świat nieskończony - jest przypadkowy, nie możemy w 100% wszystkiego przewidzieć. Jeśli na daną cząsteczkę działa czynnik i na ten czynnik może zadziałać kolejny czynnik i na kolejny zadziała kolejny czynnik i tak w nieskończoność w dodatku w czasie mogą pojawiać się nieskończenie liczne kolejne czynniki.

Czy to dobry tok myślenia? Jeśli nie to moglibyście mnie odesłać do jakiejś literatury lub wytłumaczyć?
 
   
AiDi 
fizyk teoretyk


Pomógł: 66 razy
Wiek: 26
Posty: 1009
Wysłany: 2017-03-14, 15:28   

Morgotheron napisał/a:
Prosty przykład świata skończonego: dwie kule zamknięte w sześcianie. O określonej masie i początkowych prędkościach. Jest to układ izolowany. Znając stan każdej z kul możemy przewidzieć co się stanie po jakimś tam czasie. Oczywiście wszechświat skończony jest bardziej złożony, ale znając wszystkie elementy też moglibyśmy wnioskować.


Sęk w tym, że wciąż myślisz klasycznie. Nie moglibyśmy wnioskować w taki sposób w jaki myślisz, nawet jak Wszechświat jest skończony, bo cała fizyka kwantowa ma naturę probabilistyczną z samej swej natury, a nie z powodu nieznajomości wszystkich czynników. To jest trudne do przeskoczenia (dlatego w sumie mechanika kwantowa jest taka "nieintuicyjna", "ciekawa", "dziwna", "kontrowersyjna"), ale bez tego będziesz cały czas zapętlał się w swoich rozumowaniach.
A dobrą literaturą będzie po prostu jakiś (niepopularnonaukowy) podręcznik/skrypt z podstaw mechaniki kwantowej - tej zaczynającej się od równania Schroedingera, a nie wałkującej przestarzałą koncepcję dualizmu korpuskularno-falowego, którego we współczesnej (stworzonej w latach 20 i 30 ubiegłego wieku) mechanice kwantowej nie uświadczysz. Ja osobiście polecam ten wyczerpujący skrypt:
http://www.fuw.edu.pl/~ma...SKryszewski.pdf

Tak swoją drogą Twoje rozumowania to bardzo mocno krążą wokół innego wielkiego działu fizyki: fizyki statystycznej. Tam właśnie dla układów o olbrzymiej liczbie składników uśredniamy z powodu nieznajomości wszystkich czynników i stosujemy metody statystyczne i probabilistyczne ;)
 
   
Morgotheron 


Wiek: 23
Posty: 9
Wysłany: 2017-03-21, 15:10   

Cześć, kolejny wykłady za mną. Było między innym o teorii światów możliwych, dla mnie bomba, strasznie mi się to podobało. Ale mam jedno pytanie, Ten wykładowca mówił nam właśnie o tej mechanice kwantowej, że między innymi Einstein nie mógł się z nią pogodzić, bo był jakimś tam mechanikiem, ale zwykłym nie kwantowym. No i jak żył to był dyskusje czy to na serio jest tam prawdopodobieństwo czy związek przyczynowo-skutkowe. Np. mieliśmy taki przykład. Mamy spin elektrony. Jeden ma strzałeczkę do góry, a drugi na dół. Znając ten ze strzałeczką do góry - jeśli dokonamy pomiaru jego prędkości itd. to będziemy mogli wnioskować o drugim jak on poleci. Ale gościu na wykładzie powiedział nam coś takiego, że kierunek tego pierwszego elektronu ustala się w 100% losowo.

No i tu mam do was pytanie.
Na końcu gościu na wykładzie powiedział, że pod koniec lat 90-tych już można przeprowadzić eksperymenty potwierdzające tą losowość w mechanice kwantowej. Czy znacie tego typu eksperymenty i wiecie może o co w nich chodzi? Czy to ma związek z tym Wielkim Zderzaczem Hadronów? Bo oni tam prowadzą tego typu badania. I na czym polegałby eksperyment, że te zjawiska kwantowe zachodzą w sposób losowy. Jak się to bada.
 
   
AiDi 
fizyk teoretyk


Pomógł: 66 razy
Wiek: 26
Posty: 1009
Wysłany: 2017-03-21, 22:10   

"Teoria światów możliwych" to prawdopodobnie po angielsku multiverse i to nie teoria, a interpretacja mechaniki kwantowej - doświadczalnie nie do odróżnienia od wielu innych, więc nie myśl o tym jako o fakcie.

Odnośnie spinów, to chodziło pewnie o splątanie kwantowe - przygotowujesz dwuskładnikowy układ w pewnym stanie i właśnie spiny nie są do końca niezależne. Jak zmierzysz jeden to od razu wiesz jaki jest drugi. Odpowiedź dlaczego tak jest (jak ze wszystkim zresztą) leży w formalizmie matematycznym mechaniki kwantowej. Fajna analogia tego jest następująca: przygotowujesz dwie koperty, w jednej masz czerwoną kartkę, a w drugiej zieloną. Nie wiesz która w której kopercie. Następnie wysyłasz te koperty do dwóch osób. Jak jedna otworzy i znajdzie kartkę zieloną, to automatycznie będzie wiadomo, że w drugiej kopercie jest czerwona. Jak się to bada to nie wiem, bo po 6 semestrach laborków brzydzę się wszystkim co związane z doświadczeniami ;) A i szczerze mówiąc mało mnie to interesuje.
I nie, nie ma to związku z LHC, tam kluczowym jest przygotowywanie cząstek w stanach niezwiązanych (bo przy takim założeniu oblicza się prawdopodobieństwa wyników zderzeń), a układ splątany kwantowo nie jest niezwiązany.

Swoją drogą, co to za wykład? ;)
 
   
Morgotheron 


Wiek: 23
Posty: 9
Wysłany: 2017-03-21, 23:59   

Masz rację mówił wtedy o tym splątaniu kwantowym.
To z kopertami co napisałeś ma sens i jest logiczne. Poczytam jeszcze o tej mechanice kwantowej więcej jak będę miał czas.

Wykład to "Metodologia nauk przyrodniczych - filozofia przyrody"

Tak szczerze to nie sądziłem, że współcześni filozofowie tak często odnoszą się do matematyki i fizyki zawsze wydawała mi się to bardziej humanistyczna nauka, co rzadko zahacza właśnie o matematykę czy fizykę.
 
   
AiDi 
fizyk teoretyk


Pomógł: 66 razy
Wiek: 26
Posty: 1009
Wysłany: 2017-03-22, 10:12   

Morgotheron napisał/a:

Tak szczerze to nie sądziłem, że współcześni filozofowie tak często odnoszą się do matematyki i fizyki zawsze wydawała mi się to bardziej humanistyczna nauka, co rzadko zahacza właśnie o matematykę czy fizykę.


Wciąż odniesień i znajomości matematyki jest za mało, by mogli oni coś sensownego na temat fizyki powiedzieć (szczególnie współczesnej) czy coś sensownego do fizyki wnieść. Filozofia dawno temu przestała mieć jakikolwiek wpływ na fizykę ;) Bo niestety, ale jeśli nie rozumie się aparatu matematycznego stojącego za danym modelem (a matematyka to jedyny język w którym można sensownie o fizyce mówić), to nie rozumie się modelu.
 
   
Wyświetl posty z ostatnich:   
Odpowiedz do tematu
Nie możesz pisać nowych tematów
Nie możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz głosować w ankietach
Nie możesz załączać plików na tym forum
Możesz ściągać załączniki na tym forum
Dodaj temat do Ulubionych
Wersja do druku

Skocz do:  




Powered by phpBB modified by Przemo © 2003 phpBB Group
Template FISubSilver v 0.3 modified by Nasedo
Kontakt: kontakt@fizyczny.net
Przejdź na stat4U